Jeden z detektorov Large Hadron Collider objavil novú časticu pozostávajúcu zo štyroch kúzelných kvarkov. Fyzici sa domnievajú, že toto je prvý predstaviteľ neopísanej triedy častíc.
(Vpravo dole) dvojrozmerné rozdelenie kandidátov di-J / and a jej projekcie na (spodný ľavý) M (1) μμ a (horný) M (2) μμ. Sú prítomné štyri komponenty, pretože každá projekcia sa skladá z kandidátov signálu J / ψJ / background na pozadí. Štítky J / -1, 2 a bkg1,2 predstavujú príspevok signálu a pozadia k distribúcii M (1), (2) μμ.
Spolupráca LHCb (Beauty Hadron Collider Beauty Experiment) našla nový typ častíc štyroch kvarkov, ktorý nikdy predtým nebol videný. Tento objav bol predstavený na nedávnom seminári v CERN a je tiež opísaný v článku o webovom serveri arXiv preprint. Tento objav pomôže vedcom pochopiť kvarky - základné častice štandardného modelu vesmíru.
Zvyčajne sa stretávajú v skupinách po dvoch (kvark - antikvark) alebo po troch, čím tvoria protóny a neutróny. Väčšie častice sa považujú za exotické, ale vedci už dlho predpokladajú, že sa môžu skladať zo štyroch alebo piatich kvarkov (takzvané tetraquarky a pentaquarky). V posledných rokoch experimenty na veľkom hadrónovom urýchľovači (LHC) potvrdili existenciu takýchto hadrónov. Sú ideálne na štúdium silnej jadrovej sily, jednej zo štyroch základných síl vo vesmíre, ktoré spájajú protóny, neutróny a atómové jadrá dohromady.
„Častica, ktorú sme práve objavili, je prvá, ktorá pozostáva z ťažkých kvarkov rovnakého typu: dva očarené kvarky a antikvarky,“hovorí hovorca LHCb Giovanni Passaleva. „Doteraz LHCb a ďalšie experimenty zaznamenávali iba tetraquark s najviac dvoma ťažkými kvarkmi a žiadny z nich nemal viac ako dva kvarky rovnakého typu.“
Ak chcete hľadať nové tetraquarks T cccc sa LHCb tím vypočíta ich možnú hmotnosť a študoval údaje získané na detektore počas obdobia prvej a druhej štartoch LHC v rokoch 2009-2013 a 2015-2018. Zistila, že v rozsahu 6900 a 6400 - 6600 megaelectronvoltov zistila dva energetické výboje. V snahe opísať získané výsledky vedci našli viac ako päť štandardných odchýlok v rozmedzí 6200 - 7400 megaelektronvoltov. To stačí na ohlasovanie objavu novej častice. Tieto skoky navyše zodpovedajú hmotnosti Tcccc. „Táto častica je jedinečná - exotický hadrón obsahujúci štyri kvarky namiesto dvoch alebo troch v bežných časticiach hmoty a prvý obsahujúci ťažké kvarky,“tvrdia vedci.
Zatiaľ nie je jasné, či je nová častica „skutočným tetraquarkom“, tj systémom pevne viazaných štyroch kvarkov, alebo či pozostáva z dvoch bežných párov. V každom prípade nová častica pomôže teoretikom testovať modely kvantovej chromodynamiky, ktorá popisuje silnú interakciu častíc. Autori majú v úmysle pokračovať vo výskume počas tretieho spustenia LHCb v marci 2021.